饮用水源地水质安全预警保护措施分析研究 水利工程管理专业

1、摘 要我国人均水资源占有量很少，社会经济越发展，人民生活水平提升得越快，淡水资源和人均需求之间的矛盾也就越大，而且确保饮用水的水质安全面临着更大的挑战，要求更高。随着近几年饮用水源地事故的频繁发生，群众对水源地水质安全也愈加重视，苏州的饮用水取水口基本都在太湖，如果太湖水质一旦被污染，会直接影响到苏州人民的饮用水安全。所以，苏州工业园区开辟了阳澄湖水源地，形成“双水源”供水格局，保障园区人民的饮用水安全。本文主要通过近几年对阳澄湖的监测，分析苏州工业园区阳澄湖水源地的水质安全情况，得出通过政府近几年努力，苏州工业园区阳澄湖水源地水质类别总体保持稳定，富营养化指标总体又不显著下降，仍需持续关注。

2、本论文还分析影响水源水质的各类因素，如降水和面源污染，大气中的氮氧化物沉降问题等。不仅如此，文章中比较了上游来水水质和水源地水质从而得出来水水质的影响因素。同时对于阳澄湖最近的特殊情况作出了分析。最后针对阳澄湖现状，提出了合适的预警体系，给予保障苏州工业园区阳澄湖水源地水质工作一定的参考。关键词：饮用水源地，水质安全，预警，保护措施AbstractChinas freshwater resources per capita is extremely scarce. With the rapid development of social economy, peoples living stan

3、dards gradually improve, the demand for fresh water resource is becoming more and more big, especially puts forward higher requirements on the water quality security of drinking water.As the source of drinking water in recent years, accidents occur frequently, the crowd is more and more attention on

4、 water quality security, basic in Taihu Lake, Suzhou water intake if the pollution of Taihu lake water quality, the whole Suzhou peoples drinking water will be affected. So, Suzhou industrial park, opened the Yangcheng Lake water source, form a pattern of dual water supply, the drinking water safety

5、 of people in the park.This paper mainly through the monitoring of Yangcheng Lake in recent years, the analysis of Suzhou industrial park, Yangcheng Lake water source water quality safety situation, it is concluded that through the government efforts in recent years, Suzhou industrial park, Yangchen

6、g Lake water quality categories generally stable, eutrophication index without a significant reduction in overall, still need to continue to focus on. This paper also analyzed the precipitation and the influence of non-point source pollution on water quality, at the same time combined with nitrogen

7、from the atmosphere, analyzed the atmospheric nitrogen deposition on the effect of ammonia nitrogen in the water. And also for influence of coming water from the upper stream coming water and water quality analysis. At the same time made an analysis for the special case of Yangcheng Lake recently. F

8、inally, in view of the present situation of Yangcheng Lake, and puts forward appropriate early warning system, protection of Suzhou industrial park, yangcheng lake water quality reference work.Keyword: drinking water source area, water security, safety warning, protection measures目录 TOC o 1-3 h z u

9、HYPERLINK l _Toc496960858 摘 要 PAGEREF _Toc496960858 h I HYPERLINK l _Toc496960859 Abstract PAGEREF _Toc496960859 h II HYPERLINK l _Toc496960860 目录 PAGEREF _Toc496960860 h III HYPERLINK l _Toc496960861 第一章 绪论 PAGEREF _Toc496960861 h 1 HYPERLINK l _Toc496960862 1.1 研究背景及意义 PAGEREF _Toc496960862 h 1 HY

10、PERLINK l _Toc496960863 1.2 拟采取的研究方法和技术手段 PAGEREF _Toc496960863 h 1 HYPERLINK l _Toc496960864 1.3 文献综述 PAGEREF _Toc496960864 h 2 HYPERLINK l _Toc496960865 1.3.1国内外相关研究动态与发展前沿 PAGEREF _Toc496960865 h 3 HYPERLINK l _Toc496960866 1.3.2 水质评价方法 PAGEREF _Toc496960866 h 4 HYPERLINK l _Toc496960867 1.3.3 预警

11、体系 PAGEREF _Toc496960867 h 5 HYPERLINK l _Toc496960868 第二章 阳澄湖水源地（园区段）水质现状评价 PAGEREF _Toc496960868 h 7 HYPERLINK l _Toc496960869 2.1 阳澄湖饮用水源地（园区段）概况 PAGEREF _Toc496960869 h 7 HYPERLINK l _Toc496960870 2.1.1 地理位置 PAGEREF _Toc496960870 h 7 HYPERLINK l _Toc496960871 2.1.2 气候环境 PAGEREF _Toc496960871 h 7

12、 HYPERLINK l _Toc496960872 2.1.3 水文特征 PAGEREF _Toc496960872 h 8 HYPERLINK l _Toc496960873 2.1.4 社会经济 PAGEREF _Toc496960873 h 9 HYPERLINK l _Toc496960874 2.1.5 阳澄湖（园区段）水源地 PAGEREF _Toc496960874 h 9 HYPERLINK l _Toc496960875 2.2 水质评价方法 PAGEREF _Toc496960875 h 10 HYPERLINK l _Toc496960876 2.2.1 湖库水质类别标

13、准的确定 PAGEREF _Toc496960876 h 10 HYPERLINK l _Toc496960877 2.2.2 水质评价方法 PAGEREF _Toc496960877 h 10 HYPERLINK l _Toc496960878 2.3 阳澄湖水源地（园区段）水质现状评价 PAGEREF _Toc496960878 h 13 HYPERLINK l _Toc496960879 2.3.1 20132016年有机污染物指标变化趋势 PAGEREF _Toc496960879 h 15 HYPERLINK l _Toc496960880 2.3.2 20132016年富营养化指标

14、变化趋势 PAGEREF _Toc496960880 h 19 HYPERLINK l _Toc496960881 2.3.3 20132016年重金属变化趋势 PAGEREF _Toc496960881 h 22 HYPERLINK l _Toc496960882 2.3.4 2013年2016年水质状况变化 PAGEREF _Toc496960882 h 24 HYPERLINK l _Toc496960883 2.4 小结 PAGEREF _Toc496960883 h 26 HYPERLINK l _Toc496960884 第三章 阳澄湖饮用水源地（园区段）水质影响因素 PAGERE

15、F _Toc496960884 h 27 HYPERLINK l _Toc496960885 3.1 降水影响 PAGEREF _Toc496960885 h 27 HYPERLINK l _Toc496960886 3.2上游来水影响 PAGEREF _Toc496960886 h 30 HYPERLINK l _Toc496960887 3.3 特殊情况探讨 PAGEREF _Toc496960887 h 34 HYPERLINK l _Toc496960888 3.4 小结 PAGEREF _Toc496960888 h 37 HYPERLINK l _Toc496960889 第四章

16、饮用水源地水质预警研究 PAGEREF _Toc496960889 h 38 HYPERLINK l _Toc496960890 4.1 水源地水质预警的组成 PAGEREF _Toc496960890 h 38 HYPERLINK l _Toc496960891 4.2 预警的管理 PAGEREF _Toc496960891 h 39 HYPERLINK l _Toc496960892 4.2.1 异常数据的判断 PAGEREF _Toc496960892 h 39 HYPERLINK l _Toc496960893 4.2.2 异常数据确认 PAGEREF _Toc496960893 h

17、39 HYPERLINK l _Toc496960894 4.2.3 预警等级设定 PAGEREF _Toc496960894 h 39 HYPERLINK l _Toc496960895 4.3 小结 PAGEREF _Toc496960895 h 40 HYPERLINK l _Toc496960896 第五章 水源地水质安全保护探讨 PAGEREF _Toc496960896 h 41 HYPERLINK l _Toc496960897 5.1 阳澄湖饮用水源地（园区段）存在的问题 PAGEREF _Toc496960897 h 41 HYPERLINK l _Toc496960898

18、5.2 阳澄湖水源地（园区段）水质保护措施探讨 PAGEREF _Toc496960898 h 41 HYPERLINK l _Toc496960899 5.2.1 水源地保护政策 PAGEREF _Toc496960899 h 41 HYPERLINK l _Toc496960900 5.2.2 相应措施探讨 PAGEREF _Toc496960900 h 41 HYPERLINK l _Toc496960901 第六章 结论与展望 PAGEREF _Toc496960901 h 43 HYPERLINK l _Toc496960902 6.1 结论 PAGEREF _Toc49696090

19、2 h 43 HYPERLINK l _Toc496960903 6.2 展望与不足 PAGEREF _Toc496960903 h 43 HYPERLINK l _Toc496960904 参 考 文 献 PAGEREF _Toc496960904 h 44 HYPERLINK l _Toc496960905 致 谢 PAGEREF _Toc496960905 h 45第一章 绪论1.1 研究背景及意义人所共知，水对于人体、动物、植物等而言是非常重要的，而水质安全问题也是群众一直以来关注的重点之一。而且保证水质安全也是控制水污染的根本目的，然而经济的高速发展不仅带来丰富的物质财富，也带来越演

20、越烈的水污染问题，从全国层面来看，越来越多的城市跻身于缺水城市序列。水源地水质安全问题影响巨大，不仅涉及到工业、农业的用水安全问题，更会直接影响到人民生活用水。所以，进一步保护水源地水质，强化水源地水质安全，可以有效保证人民生活用水，更会促进经济和社会的可持续。水库型水源地、河流型水源地、湖泊型水源地统称为地表饮用水水源地。水源地水质保护的第一步是要完成水源地水质评价，水处理方式的选择也要立足于水源地水质评价。通过对水源地水质做出科学精准的评价，明确水体中的污染物指标，可以有的放矢地选择合理的手段来减少水体污染物。同时，水质评价也可以为水厂处理提供检查指标，从而确保出水的安全，保证人民群众的饮

21、用水和生活用水的可靠。苏州古城区东北处约 10公里的位置就是太湖平原上的第三大淡水湖，阳澄湖，往东是昆山市，往南是苏州工业园区，向北是古城城区。阳澄湖是苏州地区主要的调蓄水量的湖泊同时也是苏州工业园区城市集中式饮用水源地及战略后备水源地，阳澄东湖（园区段）饮用水源地从2014年7月正式启用。保护阳澄湖具有十分重要的意义，不仅是保证当地人民的人身安全，而且影响到周边的地区的经济、社会发展。这是由阳澄湖在太湖区域地位决定的，它不仅是当地群众的生活用水来源，而且还兼具多种经济社会功能，如渔业养殖、工业用水、农业灌溉、旅游度假、交通航运以及防汛抗旱等。因此本文通过分析苏州工业园区阳澄湖水源地的水质监测

22、数据，对主要污染物进行量化分析，同时列举了影响当地水质的多种因素，找出关键因素之间的相互关联性，为以后阳澄湖水源地水质质量的控制提供一些基础的依据。除此之外，不断构建完备的水质安全评价预警机制也是促进阳澄湖饮用水源地水质安全的重要手段和措施。1.2 拟采取的研究方法和技术手段完整搜集该区域各类自然社会环境资料，从气候、水文到行政区划、人口，以及不同行政区域的经济状况、资源储备等；完整搜集该区域各类水质报告，如水源地水质监测数据。在这些资料的基础上，研究主要污染物基本指数，以单因子评价法、综合污染指数法评价水质基本情况，从而找出主要污染物，完成水质评价报告。通过有机污染指标和富营养化指标时间和地

23、域上的变化，来研究不同数据之间的关联和变数，从而找到影响水质的原因。（3）对比该区域内饮用水源地降水前后的水质变化情况，从而找到降水对饮用水源水质的影响情况，得到降水对水质安全指标的贡献。（4）将上游来水和饮用水源水质量化数据进行线性拟合，对取水口水质和上游来水的异同进行量化分析。（5）建立健全水质安全评价及预警机制，落实到实际水质监测工作中。通过层次分析法，量化分析出不同因素对水质安全目标层、准则层的影响比重。1.3 文献综述在平均水资源供给上，我国处于较低水平。人均水资源量不到世界平均水平的30%。水质问题已经成为影响我国社会发展的重要制约因素，农业生产、人民群众健康以及经济发展都受到水资

24、源供给不足、水质安全问题所制约。水污染和水质安全也一直是政府和学界重点关注的大问题。据不完全统计，上世纪九十年代，因为缺水导致的经济损失，仅就华北地区就高达到两千亿，其中水旱、洪涝是造成经济损失的主要原因。但当时尚没有考虑水质污染的情况。本世纪十几年来，经济社会的高速发展，也不可避免的带来了水质污染问题，而且出现日益加剧的趋势，由此带来的经济损失数量也在日益攀升。环保部公布的监测数据表明，2016年我国七大水系总体为污染状况稳定，近2000个地表水考核评价监测断面就有近百个低于类水质，其中化学需氧量、总磷和五日生化需氧量为主要的污染物；国家重点监测的百个湖库中，近三分之一为劣于类水质，总磷、化

25、学需氧量和高锰酸盐为主要污染物。同时资料显示，地级及以上城市897个集中式饮用水水源地中仍有9.6%的水源地存在污染物年均值超标现象，主要超标指数为总磷。除此之外，近年来突发流域污染问题越发频繁，如松花江水污染、沱江污染、太湖污染等，都严重的影响了流域内人民生活的安全和品质。所以，我国亟需建立健全水质安全评价和预警机制，这也是我国社会经济道路上最为急迫要解决的问题之一。着眼于国内水环境的严峻情势，“十二五”规划明确提出来保护水环境的方案和任务，核心点在于控制污染物排放、改善环境质量、防范污染风险。水源地保护贯穿整个“十二五”期间，各地积极行动，对水源保护区内违建工程加以取缔，对水源地污染物排放

26、量进行严格管控。近年来，各级政府加大力气治理水环境，水质污染情况得到了有效治理，水质安全形势也趋于好转。然而，立足于全国，整体的水质安全依然需要重视，水质潜在污染依然存在，如工业化带来的水污染，过度开发地下水以及区域性水资源缺乏问题严重，部分地区水质污染严重等。不仅如此，居民供水水质还存在不达标的问题，国内公共供水机构超过九成设施老、工艺不达标，导致出厂水质宁无论是清洁度还是安全质量都存在隐患。当前水环境保护的机制还存在不足，没国内相关法律法规的欠缺，居民水环保意识也不足。正因为存在上述问题，我们不仅要大力推进水体污染防控治理，还要不断完善水质评价和水质预测机制，进一步在水源地水资源保护上加大

27、研究投入，保证城乡居民饮用水安全，这些都是今后水环保的重点工作和任务。1.3.1国内外相关研究动态与发展前沿水环境保护、水环境监管的第一步都是水质评价，在水环保工作中占据十分重要的位置。水质评价要收集分析水质监测数据，整体分析水体污染情况。水质评价的关键是评价手段，科学适合的评价手段才能是水质评价结果可信的基础。因此，高效的水质评价手段是水质监管的核心环节，占据十分重要的位置，对此不少学者都有相关的研究和论述。上世纪六十年代水质指数的定义和公式由Jacobs和Horton等第一次提出，随后不少国内外学者相继开展此类研究，提出了不少水质综合指数法的相关论述。美国叙拉古大学Nemerow教授的内梅

28、罗计算模式可以直观反映水质污染情况，该模式的核心兼顾平均指数和最大分指数的影响，同时将后者突出。上世纪八十年代，国内学者改进了水质综合指数计算模式，提出了几何均数评价模式、半集均方差评价模式等多种评价模式。虽然综合指数法存在明显缺陷，但是因为便于使用，评价准确，在国内外使用率很高。水质预警是对指定范围内，某一水源进行定期评价，监测该区域水环境影响因素和容量加以评价，分析周边自然环境和人为环境，预测水源地的发展拜年话趋势，明确水源地水质变化速度以及何时达到何种程度等，从而避免水污染事件的突发，为水质监管部门提供有效的决策依据。 国内水环保意识的提升引发了各类水质预警技术的研发。国内从上世纪九十年

29、代起，相关研究就开始，相关指标体系也开始建立；2000年魏文达、李俊红等人都建立了相关的模型，前者建立江河水质预警系统建设模式，后者建立起环境预警指标；2001年，董志颖等人则将研究重点放在水质预警的定义和区分上，他提出以GIS和EIS作为水质预警的技术手段；之后，冉圣宏、陈吉宁等人提出区域水环境污染预警系统的建设模型；王韩民明确了提出生态安全系统评价手段，由此开展生态安全预警研究。进入21世纪，水源污染事件频繁发生，也促进此类研究的发展，特别是水源水预警系统成为研究的重点。2004年陈秋林提出以模糊综合评价模型对水源地做定量分析，并由此进行水源污染预警管理，预警信号的大小决定采取何种预警措施

30、。2006年朱灿等在GIS基础上建立了数字西江水质预警预报系统，该系统是建立在地理信息系统、数据库管理系统之上，对水环境进行容量计算和污染物总量控制，从而实现对水源地水质的评价和监督管理。2010年刘宴辉等提出黄浦江水源水质监控与预警系统，监测水质常规指标、有机指标和生物指标等，可以及时预警持续性污染、突发性污染，从而增强应对各类水污染事件的水平和能力。1.3.2 水质评价方法水质安全预警体系的建立和健全需要对水质污染状况进行科学、合理的评价，对水质的变化趋势进行预测。一下阐述常用的水质监测方法和评价方法。水质评价方法有很多种，常用的有单因子评价法、模糊评价法、综合污染指数评价法、灰色评价法、

31、人工神经网络评价法和改进属性识别法等。（1）单因子评价法主要基于水质标准的评价方法。首先需要对水质的评价标准进行确定，通常通过GB3838-2002和水体的功能进行标准确定。对实际水质进行测定后将结果与所确定标准进行对比，根据对比结果对水质情况进行确定。（2）综合污染指数法由于水质监测涉及到的因子众多，因此对一个断面的水质情况进行综合评判需要综合判断多个因子。同时对多个断面的水质进行评价需要综合考虑不同水断面、不同水体的情况，进行综合判断过程中，时间跨度也要进行考虑，这样分析对于水质随时间变化以及水质污染程度能够得到有效的反映。综合污染指数法与单因子评价法相比，能够更加全面、综合的反映水质的实

32、际污染情况，同时对于同一类功能的水体能够进行横向比较分析。（3）模糊评价法评价的不确定性是研究的另一个重点内容。尤其是对于单因子判别不同情况同时出现在多音字检测方法中的时候，简单的对水质进行综合评价会带来一系列的不确定因素。因此通常检测过程中所确定的单因子水平划分以及标准确定都会有一定的模糊性。因此在水质评价中引入了模糊评价法。模糊评价法是指将对水质监测的数据按每个指标对应标准建立隶属度级，形成模糊矩阵，然后用监测因子权重级与隶属级矩阵相乘，所得矩阵即为综合评判级。通过一定的分析方法，评价水质的每个指标进行隶属程度计算，得到结果即为水质级别的模糊性。常用的模糊评价方法有很多，包括模糊聚类法、模

33、糊综合指数法等方法。（4）人工神经网络评价法工神经网络评价法是一种一种模拟人脑处理单元而建立的一个信息处理系统，这种方法无需预先建立模式，而是在使用过程中直观推理判断。这种方法在使用过程中具有很强的容错性且能够对大规模计算并列进行，对于处理大量数据有很好的适用性。水质评价中应用较广。人工神经网络评价法在水质评价的应用中有很多方法，目前用的多的有Hop field网络模型法、BP网络模型法以及RBF网络模型法等。这几种方法在水质评价中，BP网络模型法使用最多。BP网络模型法利用的概念是最陆坡降法，最小化误差函数，使得网络输出的误差逆向传递给输入层，从而对输入层各单元的误差有一个参考值，进而对误差

34、值进行调整，直到误差达到最小。（5）灰色评价法灰色评价法是利用灰色系统方法对河流水质进行评价，即通过检测和计算断面水质中各个检测因子的浓度与相应标准的相关度，通过相关度的不同对不同的水质情况进行判别，从而对水质的优劣进行比较。在水质评价中，应用灰色评价法有很多方法，主要有灰色贴近度分析法、灰色关联度评价法以及灰色聚类法等方法。应用该评价方法建立的数学计算模型体现出了水环境检测中的不确定因素，同时该方法对于水质随时间的发展能够做出模糊评判，使用简单，可比性强。不可否认该方法存在明显的缺点，比如灰色系统自身分辨率低，实际使用中应进行完善。（6）改进属性识别法在模糊理论的基础上，逐渐发展起来了改进属

35、性识别法，这种方法使用简单，对不同类和属性能进行有序的分割，在此基础上对失误进行有效的识别。1.3.3 预警体系近些年来，我国时有发生水质污染事件，尤其是在一些重点河流和湖泊中，造成的经济损失巨大，对居民的生活用水造成很大的威胁。例如，2005年苯和硝基苯对松花江的污染事件，对部分地区居民的用水造成困难；2007年蓝藻爆发事件袭击无锡太湖，使得太湖水体发臭，无锡用水紧张。类似的水质污染事件都影响到了居民用水，也造成了社会恐慌。对于水质污染事件的预防，以及污染后对污染状况的尽早预测预报都需要通过水质监测来达到目的。这个课题也成为了保障居民生活用水和工业生产用水的重点研究内容。水质预警是在一定的时

36、间内，对水体进行监测、分析、评价，在一定范围内对水质的变化进行监测和分析，并且评价其容量，通过分析人为行为和生态环境状况，对水质的未来一段时间的发展状态进行预测，从而对水体目前的状况以及将来一段时间内的变化及其达到某一个阈值的时间进行确定，对于可能发生的水质污染事件进行预防，同时通过制定应急预案对可能发生的水质污染事件进行应对，为相关决策部门提供理论依据。目前，研究水源地预警系统的学者相对较少，但是随着我国经济水平的发展和人民生活水平的提高，提高饮用水水质和保证饮水安全的越来越迫切，国内对水质的检测力度也越来越强。通过建立在线自动检测系统可以对水质进行连续不间断检测以及实现远程控制，从而达到实

37、时掌握水质情况，大队可能发生的水质污染事故及时预警等功能。自动检测技术具有及时、有效、准确的特点。近年来，世界上很多国家和地区都在逐渐加大对水质自动检测系统的使用，实现对地表水资源的检测和减控预警，我国在这一领域也取得了很大的进展，建立了一系列的水质自动检测站。全国多个重要河流的干支流、河流入海口和汇入口、环湖河流以及重要湖库、入境河流及国界河流及其它重要的水利工程项目中，都建设了水质自动检测站，共覆盖了全国63条河流及13座湖库的水质监测。江苏省共建立了362个监测站，对水质进行监测和预警。水质自动检测系统对在水质监测中充分发挥了实施检测与预警的作用。同时对于跨界污染纠纷、污染预警及其它重点

38、工程的环境评价以及对人民群众的生活用水保障都起到了重要作用。第二章 阳澄湖水源地（园区段）水质现状评价2.1 阳澄湖饮用水源地（园区段）概况2.1.1 地理位置阳澄湖，别名阳城湖，地处北纬3120，东经 12045，在江苏省的南部，阳澄湖南与苏州工业园区接壤，东接昆山市，西与相城区毗邻，距离虹桥机场半小时的车程，沪宁高速、京沪铁路都从其旁边穿过，它的海岸线长度达9.67km，岸线弯弯曲曲，很有意境。阳澄湖东西向的最大宽度有8km，南北长17km，总面积达到117km2，外围轮廓像一只佛手，蓄水量3.7m3。阳澄湖是古太湖的残留湖泊，总水面有180000亩。是太湖平原上的第三大淡水湖，同时也是苏

39、州工业园区城市集中式饮用水源地及战略后备水源地。图2.1 阳澄湖地理位置2.1.2 气候环境阳澄湖地处北亚热带，在气候上是比较典型的北亚热带季风性湿润气候，特点是潮湿多雨、雨量充沛、四季分明。不同的季节季风变化很显著，夏季盛行来自海洋的东南风，天气以多雨炎热为主；冬季盛行来自大陆的偏北风，天气主要是少雨寒冷；春秋季是交替时期，因此天气多变。每年的12月2月份是冬季，气温偏低，偏北风为主；到了3月气温慢慢回升，不过仍不稳定，天气变化比较快，偶尔也会有冷空气降临。5月以后气温上升得更快，雨水也相应增多。6月中旬是梅雨季节，雨水非常多，天气比较闷热。7月是最热的一月，雨量较少，天气以晴热为主。8月仍

40、在盛夏季节。9月受冷空气影响气温开始下降，台风频繁登陆。10月秋高气爽，光照充足，雨水少。11月寒潮开始侵袭，有初霜。气象资料基本情况见表2.1。表2.1 主要气象、气候特征气象属性数值年平均气温15.8年平均风速3.4m/s年平均大气压1100.7hPa年平均相对湿度80%多年平均降水量1086.6mm年平均雷暴日数30.9d年无霜期230d全年主导风向SE 15.1%全年次主导风向NEE 12.8%强风向SE、SEE2.1.3 水文特征阳澄湖主要纳西北方向来水，从东南方向出水，西边入水主要来源于相城，北部因七浦塘引入长江水进行清湖，所以北部来水主要源于此。具体水文特征如下表2.2。表2.2

41、 阳澄湖水文特征水文特征指标数值水文特征指标数值最大长度17km最大宽度11km正常蓄水水位2.93m平均水深3m湖泊总体积2.22亿m3湖泊总面积117km22.1.4 社会经济1994年2月，苏州工业园区被批准设立，同年5月开始启动这一项目，区划面积达278km2,其中中心合作区的面积是80km2，下设娄葑、胜浦、唯亭、斜塘四个街道。唯亭街道处在工业园区最北端，行政区域面积达80 km2，有36 km2是阳澄湖水面，下设18个社区，总的人口数达到28万人。唯亭街道有68种贝类、106种水产鱼类、蟹类3种、虾类7种。主要分布在阳澄湖、沙湖、荡浪湖以及天然河浜港汊内，其中尤以阳澄湖大闸蟹最有名

42、。唯亭街道经过这些年发展，已经形成了以农林牧渔业为主，精密制造、有机食品、环保企业等特色产业，产业积极向高端化、规模化发展，结构完善，工业基础良好。同时还充分利用了阳澄湖独特的地理位置，建设阳澄湖沿线生态公园、主干道沿线景观、城市公共绿地空间等重大绿化项目，此外还发展了第三产业以促进经济的快速发展。2.1.5 阳澄湖（园区段）水源地阳澄湖水源地地处阳澄湖的最南边，取水口在北纬312319，东经1204749。以取水口为圆心，半径500m范围内的区域是一级保护区；从一级保护区往外延伸2000m的水域和与之对应的本岸背水坡堤脚外100米之间的陆域是二级保护区；二级保护区往外延伸1000m的区域是准

43、保护区。阳澄湖水厂紧连阳澄湖，在听波路上，是整个园区的第二水源工程。水厂的设计规模是50万m3/d，现阶段设计规模是20万m3/d，2020年的设计规模达到35万m3/d。具体位置如下图图2.2。图2.2 苏州工业园区阳澄湖水源地取水口的位置2.2 水质评价方法2.2.1 湖库水质类别标准的确定平均水质类别法：当对湖泊和水库的水质进行多次监测后，可以先按照时间的序列算出各个点位各评价指标浓度的算术平均值，然后再按照空间序列算出各点位各评价指标浓度的算数平均值，然后按照“断面水质评价”方法评价。湖泊、水库水质评价按照国家地表水环境质量标准(GB38382002)，湖泊根据水域功能类别，选取相应类

44、别评价标准，根据相关规定，阳澄湖水源地（园区段）执行类水质标准。2.2.2 水质评价方法根据地表水环境质量评价方法的有关规定，本论文将使用富营养化指数法以及单因子评价法对阳澄湖水源地的水质现状进行评价。单因子评价法单因子评价法就是依据评价时段内该断面参评的指标中类别最高的一项来确定污染分指数计算方法：Pi=Ci/Si式中：Cii污染物实测浓度均值；Sii污染物地表水相应类别标准值。综合污染指数P：因为各条河流或河段的监测指标和频次都不相同，因此使用综合污染指数来表征各个断面的污染情况。为了使数据更加有对比性，综合污染指数都按照类标准计算。根据园区水质一般污染特征，除特别指明项目外，参与水质综合

45、污染指数计算的项目有GB3838-2002标准表1中除水温、pH，总氮，DO，粪大肠菌群之外的共19项指标。综合污染指数计算方法：P=n=1nPiP=i=1npin (均值型)式中：n为参与计算综合污染指数的项目数。污染分担率是用来确定主要污染物和它们所占比例的一项数据，它可以按照下列公式来计算：Ki= Pi /P定性评价：地表水质状况依据地表水环境质量评价有关问题的技术规定（暂行）的要求统一来执行，在表述评价水质类别时，可以使用“劣于”或者“符合”等词语，如表2.3。表2.3 水质定性评价水质类别水质状况表征颜色水质功能类别类水质优蓝色饮用水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、

46、仔稚幼鱼的索饵场等类水质良好绿色饮用水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区、游泳区类水质轻度污染黄色一般工业用水和人体非直接接触的娱乐用水类水质中度污染橙色农业用水及一般景观用水劣类水质重度污染红色除调节局部气候外，使用功能较差（2）湖库富营养化程度富营养化指数：评价湖库富营养化程度时可以使用综合营养状态指数法。评价指标：叶绿素a（chla）、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn)。综合营养状态指数计算公式：式中：TLI()综合营养状态指数；Wj代表第j种参数的营养状态指数的权重；TLI(j) 代表第j种参数的营养状态指数。将chla作为基准参数，

47、那么第j种参数的归一化的相关权重计算公式如下：式中：rijchla和第j种参数的相关系数；m评价参数的个数。中国湖泊(水库)的chla与其它参数间的相关关系rij和rij2如下表2.4。表2.4 中国湖泊(水库)部分参数与chla的相关关系rij及rij2值参数chlaTPTNSDCODMnrij10.840.82-0.830.83rij210.70560.67240.68890.6889注:引用中国湖泊环境，上表中的rij来自我国26个主要湖泊的调查计算结果。营养状态指数计算公式为：= 1 # #,#0.xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 1= 2 # #,#0.xxxxxxxxxxx

48、xxxxxxxxx 2= 3 # #,#0.xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 3= 4 # #,#0.xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 4= 5 # #,#0.xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 5式中：叶绿素a chl单位为毫克/立方；透明度SD单位为米；其它指标单位为毫克/升。湖泊、水库营养状态分级如下。在同一营养状态下，如果指数值越高说明水质越差，营养程度也越高。湖泊、水库营养状态分级详见下表2.5。表2.5 湖泊、水库营养状态分级分级标准富营养状态TLI（）30贫营养（Oligotropher）30 TLI（）50中营养（Mesotropher）TLI（）50富营

49、养(Eutropher)50TLI（）60轻度富营养(Light eutropher)60TLI（）70中度富营养(Middle eutropher)TLI()70重度富营养(Hyper eutropher)2.3 阳澄湖水源地（园区段）水质现状的评价2016年，对阳澄湖水源地（园区段）东湖取水口进行一次年度全分析，一共109项指标，并且还测量了透明度、悬浮物、硬度、电导率、浊度和叶.绿素a各项目除总磷总氮外均符合相应限值要求，水质良好。但其中富营养化指标项目月均值存在超标现象，值得关注。2016年水源地主要污染物统计情况如下表表2.6所示。表2.6 2016年阳澄湖东湖饮用水源地的主要污染物

50、统计项目单位年均值类标准水温180/pH无量纲8.2869溶解氧mg/L9.325高锰酸盐指数mg/L4.16化学需氧量mg/L12.920生化需氧量mg/L2.94氨氮mg/L0.2181.0总磷mg/L0.0690.05总氮(湖库以氮计)mg/L1.651.0总铜mg/L0.001521.0总镍mg/L0.003230.02依据阳澄湖水源地水质情况，本论文选取了以下主要污染物项目进行监测分析，其相关的监测分析方法，如下表2.7。表2.7 水源地主要污染物指标分析方法及检出限项目单位分析方法方法检出限水温水质 水温的测定 温度计或颠倒温度计测定GB/T 13195-1991pH无量纲水质 p

51、H值的测定 玻璃电极法GB/T6920-1986溶解氧mg/L水质 溶解氧的测定 电化学探头法HJ506-2009高锰酸盐指数mg/L水质 高锰酸盐指数的测定 酸性法GB/T11892-19890.5化学需氧量mg/L水质 化学需氧量的测定 快速消解分光光度法HJ/T399-20072.0生化需氧量mg/L水质 五日生化需氧量（BOD5）的测定 稀释与接种法 HJ505-20090.5氨氮mg/L水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法HJ535-20090.025总磷mg/L水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法GB/T11893-19890.01总氮(湖库以氮计)mg/L水质 总氮的测定 碱性过硫

52、酸钾消解紫外分光光度法HJ636-20120.05总铜mg/L水质 65种元素的测定 电感耦合等离子体质谱法HJ 700-20140.00008总镍mg/L水质 65种元素的测定 电感耦合等离子体质谱法HJ 700-20140.00006苏州工业园区第二水厂，2013年开建，2014年底竣工，2015年正式投产使用，所以阳澄湖水源地东湖取水口2015年才开始启用，故本文通过分析2013年到2016年阳澄湖水源地（园区段）相应主要污染物指标，采用地表水环境质量评价办法（试行）的评价方法，对这4年水质情况进行评价。本论文根据饮用水源地目前的水质情况，选择COD、BOD5、高锰酸盐指数作为有机污染物

53、指标，选取的富营养化指标有：氨氮、总氮、总磷和重金属铜、镍 8项水质指标进行监测分析，主要分析2013年到2016年间，它们的年内和年际变化趋势以及饮用水源地相应污染贡献情况，为水源地水质后续的预警研究奠定基础。2.3.1 20132016年有机污染物指标变化趋势20132016年阳澄湖水源地（园区段）化学需氧量监测数据汇总如下表2.8。表2.8 20132016年阳澄湖水源地（园区段）化学需氧量监测数据监测时间化学需氧量（mg/L）20132014201520161月15.215.611.62月11.613.614.83月18.010.911.018.04月15.68.413.810.65月

54、21.612.813.615.96月8.414.915.29.97月21.45.311.310.38月28.913.713.819.89月19.012.319.814.510月14.814.228.411.911月13.719.014.09.912月16.513.016.28.020132016年阳澄湖水源地（园区段）化学需氧量年内及年际监测数据变化趋势见下面图2.3 。20132016年阳澄湖水源地（园区段）高锰酸盐指数监测数据汇总如下表2.9。表2.9 20132016年阳澄湖水源地（园区段）高锰酸盐指数监测数据监测时间高锰酸盐指数（mg/L）20132014201520161月4.14.

55、63.82月3.94.23.63月4.33.94.13.64月4.24.23.43.45月4.04.24.44.46月5.53.74.04.67月5.63.83.93.48月5.53.64.45.49月6.03.95.65.010月4.34.67.24.411月4.85.24.53.712月4.45.44.04.120132016年阳澄湖水源地（园区段）高锰酸盐指数年内及年际监测数据变化趋势见下面图2.4。20132016年阳澄湖水源地（园区段）五日生化需氧量监测数据统计汇总如下表2.10。表2.10 20132016年阳澄湖水源地（园区段）五日生化需氧量监测数据监测时间五日生化需氧量（mg/

56、L）20132014201520161月2.23.62.42月2.23.03.23月0.84.52.23.94月2.21.82.22.45月2.01.61.84.96月2.91.32.73.47月4.00.52.32.68月2.80.72.43.19月1.41.03.73.010月1.91.54.21.811月1.21.92.91.212月2.21.83.02.820132016年阳澄湖水源地（园区段）五日生化需氧量年内和年际的监测数据变化趋势如下图2.5。依据图2.3、图2.4和图2.5所示，各有机污染物指标浓度年内及年际的变化趋势如下：化学需氧量：2013年的最低值是在6月，最高值是在9月

57、；2014年的最低值是在7月，最高值是在11月；2015年的最低值是在3月，最高值是在10月；2016年的最低值是在12月，最高值是在8月。高锰酸盐指数：2013年的最低值是在5月，最高值是在9月；2014年的最低值是在8月，最高值是在12月；2015年的最低值是在4月，最高值是在10月；2016年的最低值是在4月，最高值是在8月。五日生化需氧量：2013年的最低值是在3月，最高值是在7月；2014年的最低值是在7月，最高值是在3月；2015年的最低值是在5月，最高值是在10月；2016年的最低值是在11月，最高值是在5月。根据上面的数据我们可以得出，有机污染物的浓度会随着季节的变化而变化，最

58、值都出现在夏季或者冬季。2013年的污染物浓度与传统的枯水期污染严重的观点相反，造成这一结果的原因主要是夏季丰水期间，降雨量比较多，很多污染物都是上游的水带来的，而且地表径流也增加了污染物的浓度。但是2014年和2015年污染物溶度符合传统观点，这一结果主要是由于2013年为进一步提升阳澄湖水质，保证园区饮用水安全，依据工业园区的实际情况，由苏州市统一安排部署，制定了36项重点工程项目和苏州工业园区阳澄湖生态优化行动计划（20132015年），所以2014年开始，来水及面源污染问题有了很大的改善。而2016年有机物污染物浓度在丰水期偏高，主要是因为2016年夏天存在阳澄湖蓝藻，所以指标浓度偏高

59、。2.3.2 20132016年富营养化指标变化趋势20132016年阳澄湖水源地（园区段）氨氮监测数据汇总如下表2.11。表2.11 20132016年阳澄湖水源地（园区段）氨氮监测数据监测时间氨氮（mg/L）20132014201520161月0.1350.0920.0382月0.1610.0960.0673月0.1470.1410.0720.0924月0.0580.1110.1540.0565月0.0650.1740.0600.3376月0.0630.0780.0780.9077月0.2970.0590.1080.1768月0.0340.0840.0340.2219月0.0330.068

60、0.0300.04510月0.0840.0840.0480.31211月0.1470.1160.0680.18212月0.2030.1010.3480阳澄湖水源地（园区段）氨氮年内及年际监测数据变化趋势见下面图2.6。20132016年阳澄湖水源地（园区段）总氮监测数据汇总如下表2.12。表2.12 20132016年阳澄湖水源地（园区段）总氮监测数据监测时间总氮（mg/L）20132014201520161月1.361.303.392月0.981.141.743月1.210.560.821.684月0.820.770.711.575月0.580.530.671.79